【图集】从10亿光年到0.1飞米的世界_宇宙吧

31楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:06

【10微米】
　　穿过表皮，我们进入了一根有血液进出的毛细血管。大多数血红细胞都是小小的、不完整的、短命的饼状结构，血液的颜色其实是它们的颜色。这个白色的细胞叫淋巴细胞，它的寿命较长，而且是免疫系统——抵御细菌感染的一种细胞及化学策略——的一分子。
　　【此图所示区域的边长约为10微米，即10-5次方米。生物体内大多数细胞的大小都在10微米上下。当然也有例外。人体内部个头最大的单个细胞是女性的卵子，直径约0.1毫米，即100微米。而世界上最大的单个细胞是鸵鸟的蛋，直径是分米量级的。】

32楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:07

【1微米】
　　我们现在位于多褶的淋巴细胞内部，却发现了另一个表面，这是在细胞内部包裹着细胞核的一层膜，起保护作用的。这些微小的孔隙允许里面的物质流到外面更大的细胞内部空间。每一个完整的细胞都有这样一个细胞核，它发出的分子指令控制着细胞的一生。一个人体内的细胞数目，比一个星系内的恒星数目要多一百倍。
　　【此图所示区域的边长约为1微米，即10-6次方米。】

33楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:09

【100纳米】
　　在细胞核内部被紧紧地包裹起来的，是大量的长链状分子，这些绕在一起的DNA卷，在细胞核内狭窄的空间内巧妙地绞缠、折叠在一起。每次细胞分裂时这些至关重要的指令都会被精确地复制。人体中每个细胞的细胞核内都有46个（23对）染色体，每个染色体都由这样一大段DNA卷折叠而成，如果全部伸开的话，该DNA分子链将有几厘米长。
　　【此图所示区域的边长约为0.1微米，也可以说是1000埃（Angstrom），即10-7次方米。一条DNA分子链的直径约为20埃，而它自己绕在一起形成的一段DNA卷，直径约100埃。】

34楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:09

【10纳米】
　　仔细看DNA卷，我们看到的是扭曲的、长长的分子梯，即双螺旋结构。各个器官的特性都储存在不同位置的连续分子段中。那些化学信息是用4个字母的分子语言连篇累牍地写出来的。一套语言，使用终身；但在各人身体内的细胞里被复述的故事，彼此又不完全相同。分子梯的双链在细胞复制时分开，作为复制全新的分子梯时的模板。
　　【此图所示区域的边长约为100埃，即10-8次方米。DNA内的生命信息是用4种核苷酸来记录的：腺嘌呤（deoxyAdenosine monophosphate，A）、胸腺嘧啶（deoxyThymidine monophosphate，T）、鸟嘌呤（deoxyGuanosine monophosphate，G）和胞嘧啶（deoxyCytidine monophosphate，C）。核苷酸的配对规则是A－T，G－C。在指导细胞的活动时，DNA先将需要表达的信息转给一种“信使RNA”，而“信使RNA”上每3个核苷酸代表一种蛋白质。蛋白质共有20种，而4种核苷酸，3个一起就有43，共64种可能性，足以代表所有种类的蛋白质。】

35楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:10

【1纳米】
　　这些“砖块”是分子“印刷版”，书写基因信息的字母。那卷帙浩繁的信息就是由它们之间的特定顺序来决定的。这些形式是化学结构，普通的、稳定的原子，它们对于生命现象一无所知。中间的那个是碳原子，和它相连的是旁边的3个氢原子（底下还有1个，被挡住了）。与此相似的碳原子和氢原子的连接，在外太空冰冷的星系间分子云中也能找到。
　　【此图所示区域的边长约为10埃，也可以说是1纳米（nanometer，nm），即10-9次方米。图中间的应该是一个甲基，即－CH3，有机化学中最常见的分子团之一。从这里往下，是化学的主要研究领域。】

36楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:10

【100皮米】
　　原子尺度上的量子定律所描述的电子运动，和日常经验中运动的粒子相比，要更为精细，也更不连续。相应来说，图中所示的那些点并不代表单个的电子；实际上，那表示的是电子云：电子在进行对称的，然而不可追踪的量子运动时留下的痕迹。靠外面的电子云是由结合在一起的原子共享的。
　　【此图所示区域的边长约为1埃，即10-10次方米。很明显这不是真实的照片，因为电子云是拍不到的。】

37楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:11

【10皮米】
　　现在我们和碳原子最内层的2个电子在一起。它们的运动留下了球形电子云。外面的4个电子时来时去，要看这个碳原子是在火焰中，是在钻石中，还是是在DNA中而定。但里面的这2个电子对于一般的外在影响无动于衷，它们只听命于内部的原子核。
　　【此图所示区域的边长约为0.1埃，也可以说是10皮米（picometer，pm，合10-12米），即10-11次方米。原子的能级理论指出碳的6个核外电子是分层排布的。2个在里面，4个在外面。碳的主要化学反应都是外面的4个电子和其他原子相互作用的结果。】

38楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:11

【1皮米】
　　原子紧密的核开始出现了。原子间的力量平衡就是由原子核决定的，它的强烈电磁吸引力还影响着电子的运动。要拉住6个带负电的电子，核里面就需要不多不少6个带正点的质子。6这个数字（即原子序数）决定了这是碳元素。我们现在已经知道百来种彼此不同的象这样微小的质子团，就是说元素。分子的种类就多了去了，它们决定着这个物质的宇宙。
　　【此图所示区域的边长约为1皮米，即10-12次方米。从这里往下是原子物理、核物理的主要研究领域。碳的同位素共3种：碳12、碳13、碳14。其中碳14会稳定地衰变成氮14，半衰期约5700年，可以用来测定文物的年代。】

39楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:12

【100飞米】
　　我们能清楚地看到这个渺小然而结实的核，这一个碳原子的原子核。其紧密的组成部分正在做剧烈的量子运动，然而这里的运动受到了严格的限制，看上去好像是流体。核子之间的非电磁力（即所谓核力、“强相互作用”）强度大得可怕，然而作用的距离却很短。6个中子和6个质子好像紧贴在一起了。由于有12个核子，这种原子核就被称为碳12。这是最常见的碳同位素，也是原子量的标准。
　　【此图所示区域的边长约为100飞米（femtometer，fm，合10-15米），即10-13次方米。“强相互作用”是4种基本相互作用之一，另外3种是万有引力、电磁力、“弱相互作用”。宇宙中已知的各种力都可以被归纳到这4种基本相互作用中。其中万有引力和电磁力的作用距离都是无穷大，强相互作用在1飞米的距离上才起作用，弱相互作用要到1/1000飞米的距离上才起作用。在力的强度上，如果以强相互作用的强度为1，则电磁力的强度为1/10，弱相互作用的强度为10-4，万有引力的强度为10-37。如何将这4种基本相互作用统一到一个理论（即所谓“统一场理论”）里，是现代物理学的前沿课题之一。】

40楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:12

【10飞米】
　　永不停止运动但又十分稳定的碳12原子核的一张快照。中子和质子结合的方式在全宇宙都是通用的。单个的质子存在于自然界的氢中。单个的中子可以在铀裂变时的剧烈原子反应中被释放出来。对这些独立的核子的研究揭示了它们和化学相似的另一面：在以足够高的能量运动时，它们如果相撞将产生一些新的粒子，通常是极不稳定的粒子。
　　【此图所示区域的边长约为10飞米，即10-14次方米。这里提到的各种高能粒子相互间的碰撞，其实就是高能粒子对撞机的工作原理。核物理的很多重要发现都是在对撞机上实现的。】


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	31楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:06 【10微米】　　穿过表皮，我们进入了一根有血液进出的毛细血管。大多数血红细胞都是小小的、不完整的、短命的饼状结构，血液的颜色其实是它们的颜色。这个白色的细胞叫淋巴细胞，它的寿命较长，而且是免疫系统——抵御细菌感染的一种细胞及化学策略——的一分子。　　【此图所示区域的边长约为10微米，即10-5次方米。生物体内大多数细胞的大小都在10微米上下。当然也有例外。人体内部个头最大的单个细胞是女性的卵子，直径约0.1毫米，即100微米。而世界上最大的单个细胞是鸵鸟的蛋，直径是分米量级的。】
	32楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:07 【1微米】　　我们现在位于多褶的淋巴细胞内部，却发现了另一个表面，这是在细胞内部包裹着细胞核的一层膜，起保护作用的。这些微小的孔隙允许里面的物质流到外面更大的细胞内部空间。每一个完整的细胞都有这样一个细胞核，它发出的分子指令控制着细胞的一生。一个人体内的细胞数目，比一个星系内的恒星数目要多一百倍。　　【此图所示区域的边长约为1微米，即10-6次方米。】
	33楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:09 【100纳米】　　在细胞核内部被紧紧地包裹起来的，是大量的长链状分子，这些绕在一起的DNA卷，在细胞核内狭窄的空间内巧妙地绞缠、折叠在一起。每次细胞分裂时这些至关重要的指令都会被精确地复制。人体中每个细胞的细胞核内都有46个（23对）染色体，每个染色体都由这样一大段DNA卷折叠而成，如果全部伸开的话，该DNA分子链将有几厘米长。　　【此图所示区域的边长约为0.1微米，也可以说是1000埃（Angstrom），即10-7次方米。一条DNA分子链的直径约为20埃，而它自己绕在一起形成的一段DNA卷，直径约100埃。】
	34楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:09 【10纳米】　　仔细看DNA卷，我们看到的是扭曲的、长长的分子梯，即双螺旋结构。各个器官的特性都储存在不同位置的连续分子段中。那些化学信息是用4个字母的分子语言连篇累牍地写出来的。一套语言，使用终身；但在各人身体内的细胞里被复述的故事，彼此又不完全相同。分子梯的双链在细胞复制时分开，作为复制全新的分子梯时的模板。　　【此图所示区域的边长约为100埃，即10-8次方米。DNA内的生命信息是用4种核苷酸来记录的：腺嘌呤（deoxyAdenosine monophosphate，A）、胸腺嘧啶（deoxyThymidine monophosphate，T）、鸟嘌呤（deoxyGuanosine monophosphate，G）和胞嘧啶（deoxyCytidine monophosphate，C）。核苷酸的配对规则是A－T，G－C。在指导细胞的活动时，DNA先将需要表达的信息转给一种“信使RNA”，而“信使RNA”上每3个核苷酸代表一种蛋白质。蛋白质共有20种，而4种核苷酸，3个一起就有43，共64种可能性，足以代表所有种类的蛋白质。】
	35楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:10 【1纳米】　　这些“砖块”是分子“印刷版”，书写基因信息的字母。那卷帙浩繁的信息就是由它们之间的特定顺序来决定的。这些形式是化学结构，普通的、稳定的原子，它们对于生命现象一无所知。中间的那个是碳原子，和它相连的是旁边的3个氢原子（底下还有1个，被挡住了）。与此相似的碳原子和氢原子的连接，在外太空冰冷的星系间分子云中也能找到。　　【此图所示区域的边长约为10埃，也可以说是1纳米（nanometer，nm），即10-9次方米。图中间的应该是一个甲基，即－CH3，有机化学中最常见的分子团之一。从这里往下，是化学的主要研究领域。】
	36楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:10 【100皮米】　　原子尺度上的量子定律所描述的电子运动，和日常经验中运动的粒子相比，要更为精细，也更不连续。相应来说，图中所示的那些点并不代表单个的电子；实际上，那表示的是电子云：电子在进行对称的，然而不可追踪的量子运动时留下的痕迹。靠外面的电子云是由结合在一起的原子共享的。　　【此图所示区域的边长约为1埃，即10-10次方米。很明显这不是真实的照片，因为电子云是拍不到的。】
	37楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:11 【10皮米】　　现在我们和碳原子最内层的2个电子在一起。它们的运动留下了球形电子云。外面的4个电子时来时去，要看这个碳原子是在火焰中，是在钻石中，还是是在DNA中而定。但里面的这2个电子对于一般的外在影响无动于衷，它们只听命于内部的原子核。　　【此图所示区域的边长约为0.1埃，也可以说是10皮米（picometer，pm，合10-12米），即10-11次方米。原子的能级理论指出碳的6个核外电子是分层排布的。2个在里面，4个在外面。碳的主要化学反应都是外面的4个电子和其他原子相互作用的结果。】
	38楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:11 【1皮米】　　原子紧密的核开始出现了。原子间的力量平衡就是由原子核决定的，它的强烈电磁吸引力还影响着电子的运动。要拉住6个带负电的电子，核里面就需要不多不少6个带正点的质子。6这个数字（即原子序数）决定了这是碳元素。我们现在已经知道百来种彼此不同的象这样微小的质子团，就是说元素。分子的种类就多了去了，它们决定着这个物质的宇宙。　　【此图所示区域的边长约为1皮米，即10-12次方米。从这里往下是原子物理、核物理的主要研究领域。碳的同位素共3种：碳12、碳13、碳14。其中碳14会稳定地衰变成氮14，半衰期约5700年，可以用来测定文物的年代。】
	39楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:12 【100飞米】　　我们能清楚地看到这个渺小然而结实的核，这一个碳原子的原子核。其紧密的组成部分正在做剧烈的量子运动，然而这里的运动受到了严格的限制，看上去好像是流体。核子之间的非电磁力（即所谓核力、“强相互作用”）强度大得可怕，然而作用的距离却很短。6个中子和6个质子好像紧贴在一起了。由于有12个核子，这种原子核就被称为碳12。这是最常见的碳同位素，也是原子量的标准。　　【此图所示区域的边长约为100飞米（femtometer，fm，合10-15米），即10-13次方米。“强相互作用”是4种基本相互作用之一，另外3种是万有引力、电磁力、“弱相互作用”。宇宙中已知的各种力都可以被归纳到这4种基本相互作用中。其中万有引力和电磁力的作用距离都是无穷大，强相互作用在1飞米的距离上才起作用，弱相互作用要到1/1000飞米的距离上才起作用。在力的强度上，如果以强相互作用的强度为1，则电磁力的强度为1/10，弱相互作用的强度为10-4，万有引力的强度为10-37。如何将这4种基本相互作用统一到一个理论（即所谓“统一场理论”）里，是现代物理学的前沿课题之一。】
	40楼魔法绿骑士 2011-7-19 19:12 【10飞米】　　永不停止运动但又十分稳定的碳12原子核的一张快照。中子和质子结合的方式在全宇宙都是通用的。单个的质子存在于自然界的氢中。单个的中子可以在铀裂变时的剧烈原子反应中被释放出来。对这些独立的核子的研究揭示了它们和化学相似的另一面：在以足够高的能量运动时，它们如果相撞将产生一些新的粒子，通常是极不稳定的粒子。　　【此图所示区域的边长约为10飞米，即10-14次方米。这里提到的各种高能粒子相互间的碰撞，其实就是高能粒子对撞机的工作原理。核物理的很多重要发现都是在对撞机上实现的。】

【图集】从10亿光年到0.1飞米的世界

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